JPH0437312A - 高機能pld - Google Patents
高機能pldInfo
- Publication number
- JPH0437312A JPH0437312A JP14482090A JP14482090A JPH0437312A JP H0437312 A JPH0437312 A JP H0437312A JP 14482090 A JP14482090 A JP 14482090A JP 14482090 A JP14482090 A JP 14482090A JP H0437312 A JPH0437312 A JP H0437312A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pld
- ram
- input
- output
- circuits
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004549 pulsed laser deposition Methods 0.000 description 35
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006386 memory function Effects 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Logic Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明はPLDの内部構成の改良に関する。
【 従 来 の 技 術 】PLDはPr
ogrammable Loglc Devlceの略
でユーザが論理演算の中身を自由に指定できるデジタル
ICである。81半導体で作られる。 例えば多入力のNANDあるいはNOR回路素子がチッ
プ上に縦横に多数形成してあり、入力、出力は複数ある
。入力の値とその否定の値とが任意の組み合わせで多入
力否定論理積回路、多入力否定論理和回路に与えられ否
定論理積、否定論理和の演算結果が出力に現れる。多入
力AND 1多入力OR回路の組み合わせもある。入力
線とこれらの論理演算回路との結線状態は任意に指定で
きる。 バイポーラPLDの場合は、結線部がヒユーズまたはP
N接合になっている。結線したくない部分は大電流また
は電圧をかけてヒユーズを切ったりPN接合を破壊した
りする。CMOSのPLDの場合はゲート、ソース間に
電圧をかけフローテイングゲートに電子を注入すること
によって行われる。標準論理ICに比べて設計の自由度
は大きい。 しかもICとしては標準化されているので入手しやすく
安価である。あくまで論理演算をするのであるから高速
処理ができる。コンピュータによる演算はソフトウェア
により任意の演算を可能とするが速度が遅く、論理演算
素子によるものには及ハナい。TTL、CMOSレベル
のものがある。 RAMはやはりSl半導体チップでできている。 記憶素子で、アドレス、データ入力、データ出力がある
。個々の素子はインバータを2つ組み合わせたものであ
る。スタティックRAMとダイナミックRAMがある。 スタティックRAMにはさらにNHO2RAM、 NC
MOS RAM 、 CMOS RAM等がある。これ
らは主に個々の素子部分の違いによるFETをいくつか
組み合わせてフリップフロップとしている。縦横に同じ
素子が並んでおり、コントロールラインやデータライン
が縦横に設けられている。これらはコンデンサを必要と
しない。リフレッシュも不要であるが集積度に劣る。 ダイナミックRAMはコンデンサとスイッチングトラン
ジスタの組み合わせで一つの素子がなりたっており、コ
ンデンサの放電を補充するためにIJ’ 7 L/ッシ
ュカ必要である。コントロールラインやデータラインが
縦横にあるのはスタティックのRAMと同じである。 PLDもRAMも市販のものがあり、それぞれの用途に
使われている。 RAMはコンピュータの記憶素子として使われることが
多い。アドレスを指定しデータを入力し、また出力する
のであるから、コンピュータの制御作用の存在が前提と
なる。 一方PLDの方は、高速の論理演算を行う素子なのであ
るから、あくまで標準論理演算ICと同列と考えられる
。センサ信号を予備的に処理したりするコンピュータで
の処理の前段階に使われたり、あるいはコンピュータを
含まない比較的単純な処理であるが高速の処理をしたい
という場合に使われる。コンピュータによる処理は汎用
性に富み自由度が高いがプログラムを介して動くので動
作が遅いという難点がある。このように一般にRAMと
PLDは使われる場所が違う。 PLDでも単に継時的な論理演算だけでなく、記憶機能
を持つようにしたものがある。これは論理演算出力をデ
ータフリップフロップで一時保持しこれを論理演算の入
力にフィードバックするものである。こうすると1クロ
ツクまたは数クロック前のデータの影響を残すことがで
きる。 データフリップフロップの集合したものをレジスタとい
うがPLDには論理演算部の他にレジスタを含むものが
ある。既に述べたように論理演算部では多入力否定論理
和、否定論理積、論理積、否定、論理和等の素子が縦横
に形成されているがこれらだけでは時間的にデータを保
存することができない。論理演算部の後段にレジスタが
あれば出力の一部をフィードバックできるので例えば複
雑なカウンタでも自由に設計できる。このように論理素
子の後段にデータフリップフロップよりなるレジスタを
持つものも市販されている。このような場合もちろんレ
ジスタ部分も論理演算部も同一の81チツプに作製され
ている。これらをあわせてひとつのICとなっているの
である。
ogrammable Loglc Devlceの略
でユーザが論理演算の中身を自由に指定できるデジタル
ICである。81半導体で作られる。 例えば多入力のNANDあるいはNOR回路素子がチッ
プ上に縦横に多数形成してあり、入力、出力は複数ある
。入力の値とその否定の値とが任意の組み合わせで多入
力否定論理積回路、多入力否定論理和回路に与えられ否
定論理積、否定論理和の演算結果が出力に現れる。多入
力AND 1多入力OR回路の組み合わせもある。入力
線とこれらの論理演算回路との結線状態は任意に指定で
きる。 バイポーラPLDの場合は、結線部がヒユーズまたはP
N接合になっている。結線したくない部分は大電流また
は電圧をかけてヒユーズを切ったりPN接合を破壊した
りする。CMOSのPLDの場合はゲート、ソース間に
電圧をかけフローテイングゲートに電子を注入すること
によって行われる。標準論理ICに比べて設計の自由度
は大きい。 しかもICとしては標準化されているので入手しやすく
安価である。あくまで論理演算をするのであるから高速
処理ができる。コンピュータによる演算はソフトウェア
により任意の演算を可能とするが速度が遅く、論理演算
素子によるものには及ハナい。TTL、CMOSレベル
のものがある。 RAMはやはりSl半導体チップでできている。 記憶素子で、アドレス、データ入力、データ出力がある
。個々の素子はインバータを2つ組み合わせたものであ
る。スタティックRAMとダイナミックRAMがある。 スタティックRAMにはさらにNHO2RAM、 NC
MOS RAM 、 CMOS RAM等がある。これ
らは主に個々の素子部分の違いによるFETをいくつか
組み合わせてフリップフロップとしている。縦横に同じ
素子が並んでおり、コントロールラインやデータライン
が縦横に設けられている。これらはコンデンサを必要と
しない。リフレッシュも不要であるが集積度に劣る。 ダイナミックRAMはコンデンサとスイッチングトラン
ジスタの組み合わせで一つの素子がなりたっており、コ
ンデンサの放電を補充するためにIJ’ 7 L/ッシ
ュカ必要である。コントロールラインやデータラインが
縦横にあるのはスタティックのRAMと同じである。 PLDもRAMも市販のものがあり、それぞれの用途に
使われている。 RAMはコンピュータの記憶素子として使われることが
多い。アドレスを指定しデータを入力し、また出力する
のであるから、コンピュータの制御作用の存在が前提と
なる。 一方PLDの方は、高速の論理演算を行う素子なのであ
るから、あくまで標準論理演算ICと同列と考えられる
。センサ信号を予備的に処理したりするコンピュータで
の処理の前段階に使われたり、あるいはコンピュータを
含まない比較的単純な処理であるが高速の処理をしたい
という場合に使われる。コンピュータによる処理は汎用
性に富み自由度が高いがプログラムを介して動くので動
作が遅いという難点がある。このように一般にRAMと
PLDは使われる場所が違う。 PLDでも単に継時的な論理演算だけでなく、記憶機能
を持つようにしたものがある。これは論理演算出力をデ
ータフリップフロップで一時保持しこれを論理演算の入
力にフィードバックするものである。こうすると1クロ
ツクまたは数クロック前のデータの影響を残すことがで
きる。 データフリップフロップの集合したものをレジスタとい
うがPLDには論理演算部の他にレジスタを含むものが
ある。既に述べたように論理演算部では多入力否定論理
和、否定論理積、論理積、否定、論理和等の素子が縦横
に形成されているがこれらだけでは時間的にデータを保
存することができない。論理演算部の後段にレジスタが
あれば出力の一部をフィードバックできるので例えば複
雑なカウンタでも自由に設計できる。このように論理素
子の後段にデータフリップフロップよりなるレジスタを
持つものも市販されている。このような場合もちろんレ
ジスタ部分も論理演算部も同一の81チツプに作製され
ている。これらをあわせてひとつのICとなっているの
である。
従来PLDとRAMが同列で使われるということは少な
かったと思われる。それゆえPLDをRAMに接続して
使用するという場合は配線を描いたプリント基板に市販
のPLDとRAMをとりつけることによって行われなけ
ればならなかった。 このようにすると設計の自由度は高いが信号はプリント
基板上の配線パターンを通して流れるので信号の遅延が
ある。高速のンステムを構築したい場合これは無視でき
ない問題である。信号の遅延を少なくするためには配線
パターンをできるだけ短くしなければならない。IC内
での遅延とプリント基板配線での遅延が足しあわされる
のでかなりの遅延となる。 先程も説明したように論理演算部とデータフリップフロ
ップよりなるレジスタが内蔵されたPLDは既にある。 これはデータフリップフロップの出力を論理演算部の入
力に戻すものである。どの入力とも接続できるようにな
っている。 しかしレジスタに含まれる2以上のデータフリップフロ
ップ同士についての相互作用がないので2クロック以上
離れたデータを保存できないし2クロック以上離れたデ
ータの間で論理演算することができない。また保存され
ているデータ間で演算できないという不便なところがあ
る。 RAMが内蔵されたゲートアレイといったものも製品と
して出されている。しかしゲートアレイの場合は開発賛
が嵩むし、開発期間が長くなるといった難点がある。 高速の論理演算回路であって自由に演算を指定でき而も
記憶機能を宵する電子回路素子を提供することが本発明
の目的である。
かったと思われる。それゆえPLDをRAMに接続して
使用するという場合は配線を描いたプリント基板に市販
のPLDとRAMをとりつけることによって行われなけ
ればならなかった。 このようにすると設計の自由度は高いが信号はプリント
基板上の配線パターンを通して流れるので信号の遅延が
ある。高速のンステムを構築したい場合これは無視でき
ない問題である。信号の遅延を少なくするためには配線
パターンをできるだけ短くしなければならない。IC内
での遅延とプリント基板配線での遅延が足しあわされる
のでかなりの遅延となる。 先程も説明したように論理演算部とデータフリップフロ
ップよりなるレジスタが内蔵されたPLDは既にある。 これはデータフリップフロップの出力を論理演算部の入
力に戻すものである。どの入力とも接続できるようにな
っている。 しかしレジスタに含まれる2以上のデータフリップフロ
ップ同士についての相互作用がないので2クロック以上
離れたデータを保存できないし2クロック以上離れたデ
ータの間で論理演算することができない。また保存され
ているデータ間で演算できないという不便なところがあ
る。 RAMが内蔵されたゲートアレイといったものも製品と
して出されている。しかしゲートアレイの場合は開発賛
が嵩むし、開発期間が長くなるといった難点がある。 高速の論理演算回路であって自由に演算を指定でき而も
記憶機能を宵する電子回路素子を提供することが本発明
の目的である。
本発明のPLDは、
トランジスタとコンデンサとを含み縦横に多数設けられ
るメモリセルとメモリセルを縦横に結合するコントロー
ルラインおよびデータラインを含みアドレス入力とデー
タの入出力とを有するRAMと、複数の入力と出力とを
有し和演算回路、積演算回路、否定回路、否定論理和回
路、否定論理積回路、排他論理和回路など同一の回路素
子が多数組み合わされており積、和、否定演算素子と入
力の結線状態を決めることによりこれら複数の入力の値
と出力の値の関係とを任意に指定できるようにしたPL
Dとが、同一の半導体チップ上に形成されPLDの出力
の一部がチップ上の配線によってRAMのアドレス入力
、データ入力に接続されRAMの出力がPLDの入力の
一部にチップ上の配線によって接続されていることを特
徴とする
るメモリセルとメモリセルを縦横に結合するコントロー
ルラインおよびデータラインを含みアドレス入力とデー
タの入出力とを有するRAMと、複数の入力と出力とを
有し和演算回路、積演算回路、否定回路、否定論理和回
路、否定論理積回路、排他論理和回路など同一の回路素
子が多数組み合わされており積、和、否定演算素子と入
力の結線状態を決めることによりこれら複数の入力の値
と出力の値の関係とを任意に指定できるようにしたPL
Dとが、同一の半導体チップ上に形成されPLDの出力
の一部がチップ上の配線によってRAMのアドレス入力
、データ入力に接続されRAMの出力がPLDの入力の
一部にチップ上の配線によって接続されていることを特
徴とする
PLDとRAMが同一の51基板の上に形成されている
。論理演算部と自由度の高い記憶素子が1チツプ上に一
体化していることになる。PLDを含むので任意の論理
演算を指定することができるRAMを含むので任意の時
刻の入力データをも保持することができる。したがって
PLDの機能をより一層高めることができる。 RAMの方からこの電子回路素子をみればRAMにデー
タを予め論理演算してから入力したいということがあり
この場合PLDによって任意の予備演算をすることがで
きRAMの機能を高めることができる。 さらに同一のSlチップにRAMとPLDが製作されチ
ップ上の短い配線パターンによって信号が伝達されるの
で信号の遅延が少ない。また配線パターンは同一の面内
にあるのでマイクロストリップラインにすることができ
高速の信号でも歪みを少なくすることができる。高速演
算を行う素子として好適である。
。論理演算部と自由度の高い記憶素子が1チツプ上に一
体化していることになる。PLDを含むので任意の論理
演算を指定することができるRAMを含むので任意の時
刻の入力データをも保持することができる。したがって
PLDの機能をより一層高めることができる。 RAMの方からこの電子回路素子をみればRAMにデー
タを予め論理演算してから入力したいということがあり
この場合PLDによって任意の予備演算をすることがで
きRAMの機能を高めることができる。 さらに同一のSlチップにRAMとPLDが製作されチ
ップ上の短い配線パターンによって信号が伝達されるの
で信号の遅延が少ない。また配線パターンは同一の面内
にあるのでマイクロストリップラインにすることができ
高速の信号でも歪みを少なくすることができる。高速演
算を行う素子として好適である。
第1図は本発明の実施例にかかるPLDの内部構成ブロ
ック図である。波線で囲んだ部分が本発明の高機能PL
Dである。AND・OR714部1はPLDに当たる部
分である。これは多入力AND素子、多入力OR素子が
縦横に多数形成されている領域である。これは外部入力
端子Y I、YE、” ” Ymを有する。PLDは外
部入力から入力された信号を所望の論理和、論理積、否
定等の処理をして出力端子に信号を生ずる。 RAM部2も同一の51基板の上に製作されている。R
AM2はアドレス入力、データ入力、データ出力を有す
る。このような点は従来のRAMと同じである。 PLDの出力の一部は外部の出力XIN X2、・・x
Mとなる。PLDの出力の一部は内部配線XIN X2
・IIII・XsによってRAM部2に接続される。 RAM部2の出力も内部配線によってPLDの一部の入
力に内部配線y1、y2、ee・y9に接続される。信
号が内部配線によって伝達されるので信号遅延が少な(
また信号のための配線の面積が小さくなる。 ここでは
PLD部を0R−ANDアレイとしているがNANDl
NORで回路を構成しても良いのはもちろんである。 【 発 明 の 効 果 ]記記憶子であ
るRAMと論理演算素子であるPLDを同一のSl基板
チップ上に形成している。このため両者を繋ぐ配線が短
くなり信号の遅延が少なくなる。高速の信号処理に好適
で高速であっても信号の減退や歪みが小さい。また個々
のPLDとRAMをプリント基板の上に実装したものに
比べてパッケージや配線が少なくなる分小型化できる。 これをPLDからみると出力にデータ保持できるRAM
を繋いでいるので任意の時間的に離れたデータ間での演
算が可能になる。つまりPLDの機能が高まると考える
ことができる。 これをRAMからみるとRAMとその辺のロジック回路
を1チツプに一体化できるのでRAMの機能が高まると
いうこともできる。RAMはコンピュータの指示によっ
て始めて動くものであることが多いが、PLDによる前
処理ができるので継時的に生ずるセンサ等の信号を直接
記憶するための素子など独立の素子としての使い方もで
きるようになる。
ック図である。波線で囲んだ部分が本発明の高機能PL
Dである。AND・OR714部1はPLDに当たる部
分である。これは多入力AND素子、多入力OR素子が
縦横に多数形成されている領域である。これは外部入力
端子Y I、YE、” ” Ymを有する。PLDは外
部入力から入力された信号を所望の論理和、論理積、否
定等の処理をして出力端子に信号を生ずる。 RAM部2も同一の51基板の上に製作されている。R
AM2はアドレス入力、データ入力、データ出力を有す
る。このような点は従来のRAMと同じである。 PLDの出力の一部は外部の出力XIN X2、・・x
Mとなる。PLDの出力の一部は内部配線XIN X2
・IIII・XsによってRAM部2に接続される。 RAM部2の出力も内部配線によってPLDの一部の入
力に内部配線y1、y2、ee・y9に接続される。信
号が内部配線によって伝達されるので信号遅延が少な(
また信号のための配線の面積が小さくなる。 ここでは
PLD部を0R−ANDアレイとしているがNANDl
NORで回路を構成しても良いのはもちろんである。 【 発 明 の 効 果 ]記記憶子であ
るRAMと論理演算素子であるPLDを同一のSl基板
チップ上に形成している。このため両者を繋ぐ配線が短
くなり信号の遅延が少なくなる。高速の信号処理に好適
で高速であっても信号の減退や歪みが小さい。また個々
のPLDとRAMをプリント基板の上に実装したものに
比べてパッケージや配線が少なくなる分小型化できる。 これをPLDからみると出力にデータ保持できるRAM
を繋いでいるので任意の時間的に離れたデータ間での演
算が可能になる。つまりPLDの機能が高まると考える
ことができる。 これをRAMからみるとRAMとその辺のロジック回路
を1チツプに一体化できるのでRAMの機能が高まると
いうこともできる。RAMはコンピュータの指示によっ
て始めて動くものであることが多いが、PLDによる前
処理ができるので継時的に生ずるセンサ等の信号を直接
記憶するための素子など独立の素子としての使い方もで
きるようになる。
第1図は本発明の実施例に係る高機能PLDの内部構成
ブロック図。 1− ・ ・ 2 ・ ・ ・ Y□、Y2、 X、、 X2、 XIN X2N yll 72% ・AND・ORアレイ部 ・RAM部 ・・・−・・・・ YIl・ ・−・−・・・ XM・ °“−°°“ xN ・ °゛°“−yn ・ 一人力 e出力 ・内部配線 e内部配線
ブロック図。 1− ・ ・ 2 ・ ・ ・ Y□、Y2、 X、、 X2、 XIN X2N yll 72% ・AND・ORアレイ部 ・RAM部 ・・・−・・・・ YIl・ ・−・−・・・ XM・ °“−°°“ xN ・ °゛°“−yn ・ 一人力 e出力 ・内部配線 e内部配線
Claims (1)
- トランジスタとコンデンサとを含み縦横に多数設けられ
るメモリセルとメモリセルを縦横に結合するコントロー
ルラインおよびデータラインを含みアドレス入力とデー
タの入出力とを有するRAMと、複数の入力と出力とを
有し和演算回路、積演算回路、否定回路、否定論理和回
路、否定論理積回路、排他論理和回路など同一の回路素
子が多数組み合わされており積、和、否定演算素子と入
力の結線状態を決めることによりこれら複数の入力の値
と出力の値の関係を任意に指定できるようにしたPLD
とが、同一の半導体チップ上に形成されPLDの出力の
一部がチップ上の配線によってRAMのアドレス入力、
データ入力に接続され、RAMの出力がPLDの入力の
一部にチップ上の配線によって接続されていることを特
徴とする高機能PLD。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14482090A JPH0437312A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | 高機能pld |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14482090A JPH0437312A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | 高機能pld |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0437312A true JPH0437312A (ja) | 1992-02-07 |
Family
ID=15371218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14482090A Pending JPH0437312A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | 高機能pld |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0437312A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6006322A (en) * | 1996-10-25 | 1999-12-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Arithmetic logic unit and microprocessor capable of effectively executing processing for specific application |
| JP2002223162A (ja) * | 2000-09-18 | 2002-08-09 | Altera Corp | 特定機能ブロックを有するプログラマブルロジックデバイス |
-
1990
- 1990-06-01 JP JP14482090A patent/JPH0437312A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6006322A (en) * | 1996-10-25 | 1999-12-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Arithmetic logic unit and microprocessor capable of effectively executing processing for specific application |
| JP2002223162A (ja) * | 2000-09-18 | 2002-08-09 | Altera Corp | 特定機能ブロックを有するプログラマブルロジックデバイス |
| US7991812B2 (en) | 2000-09-18 | 2011-08-02 | Altera Corporation | Programmable logic devices with function-specific blocks |
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